ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №4
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.4.6
УДК: 535.14
Модель открытой квантовой системы
для описания работы эрбиевого лазера
И.В. Вовченко 1,4, Е.С. Андрианов 1,2,3, А.В. Дорофеенко 1,2,3,4
1 МФТИ (НИУ), 141701, Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9
2 ИТПЭ РАН, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 6
3 ВНИИА им. Н.Л. Духова, 127055, Москва, ул. Сущевская, 22
4 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 125009, Москва, ул. Моховая, 11, корп. 7
Статья поступила в редакцию 5 марта 2024 г.
Аннотация. Рассмотрена квантово-механическая система, состоящая из электромагнитной моды, взаимодействующей с набором атомов эрбия. Для матрицы плотности данной системы построено управляющее уравнение Горини-Косcаковского-Сударшана-Линдблада в локальном подходе. Из данного управляющего уравнения получены уравнения, описывающие средние заселенности электромагнитной моды и атомов эрбия. Для данных уравнений получены кривые генерации лазерного излучения и проведен сравнительный анализ со скоростными уравнениями. Показано, что наличие слагаемых, отвечающих за спонтанное излучение в полученных уравнениях, приводит к сглаживанию порога генерации лазерного излучения.
Ключевые слова: лазер, волоконный лазер, физика открытых квантовых систем.
Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-72-10057).
Автор для переписки: Вовченко Иван, vovchenko@phystech.edu
Литература
1. Shi W., Fang Q., Zhu X., Norwood R. A., Peyghambarian N. Fiber lasers and their applications //Applied optics. – 2014. – V. 53. – N 28. – P. 6554-6568.
2. Dragic P. D., Cavillon M., Ballato J. Materials for optical fiber lasers: A review //Applied Physics Reviews. – 2018. – V. 5. – N 4. – P. 041301
3. Naji A.W. et al. Review of Erbium-doped fiber amplifier //International Journal of the Physical Sciences. – 2011. – V. 6. – N 20. – P. 4674-4689.
4. Bouzid B. Analysis and review of Erbium doped fiber amplifier //2013 Saudi International Electronics, Communications and Photonics Conference. – IEEE, 2013. – P. 1-5.
5. Sanchez F., Le Boudec P., François P. L., Stephan G. Effects of ion pairs on the dynamics of erbium-doped fiber lasers //Physical Review A. – 1993. – V. 48. – N 3. – P. 2220.
6. Breuer H. P., Petruccione F. The theory of open quantum systems. – Oxford University Press, USA, 2002.
Для цитирования:
Вовченко И.В., Андрианов Е.С., Дорофеенко А.В. Модель открытой квантовой системы для описания работы эрбиевого лазера. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.4.6